DE3930443A1 - Piston ring seal - with garter spring and double angled joint - Google Patents
Piston ring seal - with garter spring and double angled jointInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsvorrichtung für ein Fluid mit niedrigem Differenzdruck, die für einen Druck kolben oder einen Verdrängerkolben, zu verwenden ist.The invention relates to a sealing device for a fluid with low differential pressure, which is for a pressure piston or a displacer.
Als Dichtungsvorrichtung, die an einen hin- und herbewegten Druckkolben oder Verdrängerkolben anzubringen ist, um den Zwischenraum zwischen dem Druckkolben oder Verdrängerkolben und der Innenumfangsfläche eines Zylinders abzudichten, werden im Falle einer schmierungslosen bzw. Trocken-Dich tungsvorrichtung für ein Fluid mit niedrigem Differenzdruck ein Dichtring aus Polytetrafluorethylen mit einer stufenför mig geschnittenen Stoßstelle und ein blattförmiger Aufwei tungsring verwendet, der mit der Innenumfangsfläche des Dichtrings in Berührung steht und diesen in Außenumfangs richtung aufweitet.As a sealing device that moved back and forth on you Pressure piston or displacement piston is to be attached to the Clearance between the pressure piston or displacement piston and to seal the inner peripheral surface of a cylinder, in the case of a lubrication-free or dry-up device for a fluid with a low differential pressure a sealing ring made of polytetrafluoroethylene with a stepped mig cut joint and a leaf-shaped proof tion ring used with the inner circumferential surface of the Sealing ring is in contact and this in the outer circumference direction widened.
Ein Beispiel für eine solche Dichtungsvorrichtung wird nun anhand Fig. 1, Fig. 2(a) und Fig. 2(b) erläutert. Das in Fig. 1 gezeigte Beispiel bezieht sich auf ein Kühlaggregat, in welchem ein mittels eines Kolbens 1 komprimiertes Ar beitsgas über ein Rohr 2 in einen Kühlzylinder 3 gepreßt wird und dann über einen Wärmetauscher 5 in einem Verdrän gerkolben 4 in eine von Kammern 6 in dem Kühlzylinder 3 gelangt. Falls sich dabei der Schiebe- bzw. Verdrängerkolben 4 nach unten bewegt, wird das Arbeitsgas aus Öffnungen 7 herausgedrückt, so daß infolge der adiabatischen Ausdehnung die Gastemperatur sinkt. Im einzelnen bildet die Kammer 6 einen Raum niedriger Temperatur, die über einen Kühlkopf abgenommen wird. Ein Dichtring 9 ist dafür vorgesehen, zu verhindern, daß das in diesem auf die vorstehend beschriebe ne Weise arbeitenden Kühlaggregat verwendete Arbeitsgas aus einem Kompressionsabschnitt 8 ohne Hindurchtreten durch den Wärmetauscher 5 in den Kühlraum bzw. die Kammer 6 gepreßt wird.An example of such a seal assembly will now reference to Fig. 1, Fig. 2 (a) and Fig. 2 explained in (b). The example shown in Fig. 1 relates to a cooling unit in which a compressed by means of a piston 1 Ar beitsgas is pressed through a tube 2 into a cooling cylinder 3 and then via a heat exchanger 5 in a displacement piston 4 in one of chambers 6 in the cooling cylinder 3 arrives. If the slide or displacement piston 4 moves downward, the working gas is pushed out of openings 7 , so that the gas temperature drops as a result of the adiabatic expansion. In particular, the chamber 6 forms a low temperature space, which is removed via a cooling head. A sealing ring 9 is provided to prevent the working gas used in this in the above-described manner working cooling unit from a compression section 8 without passing through the heat exchanger 5 in the cooling chamber or chamber 6 is pressed.
Der Dichtring 9 ist in eine Nut eingesetzt, die auf der Außenumfangsfläche des Verdrängerkolbens 4 ausgebildet ist, und hat Stoßfugenbereiche mit Stufenschnitt oder Stufenstoß fugen gemäß Fig. 2(b). In dem Kühlzylinder 3 wird kein Schmiermittel benutzt, um eine durch das Einmischen von Schmieröl in das Arbeitsgas verursachte Verschlechterung der Betriebseigenschaften des Arbeitsgases zu verhindern; der Dichtring 9 wird aus einem Kunststoff wie Polytetrafluor ethylen (PTFE) oder dergleichen geformt.The sealing ring 9 is inserted into a groove formed on the outer peripheral surface of the displacer 4 , and has butt joint areas with step cut or step joint as shown in FIG. 2 (b). No lubricant is used in the cooling cylinder 3 to prevent deterioration of the operating characteristics of the working gas caused by the mixing of the lubricating oil in the working gas; the sealing ring 9 is formed from a plastic such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like.
Mit dem Dichtring 9 ist ein Blatt-Aufweitungsring 10 zusam mengesetzt, der gegen die Innenumfangsfläche des Dichtrings stößt und den Dichtring der Stufen-Stoßfugenausführung gegen die Innenumfangsfläche des Zylinders drückt.With the sealing ring 9 , a sheet expansion ring 10 is put together, which abuts against the inner peripheral surface of the sealing ring and presses the sealing ring of the stepped butt joint design against the inner peripheral surface of the cylinder.
Gemäß der offengelegten Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 55-94 440 ist eine Dichtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Beispiel möglich, bei welchem an der Innenumfangsfläche eines Stumpfstoßfugen-Dichtrings eine Abschrägung gebildet ist, an der eine Schraubenfeder angeordnet ist.According to the published utility model publication no. 55-94 440 is a sealing device according to another Example possible, in which on the inner peripheral surface of a butt joint sealing ring formed a bevel is on which a coil spring is arranged.
Obwohl der Dichtring 9 gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet wurde, war es damit noch nicht möglich, das Ein dringen des Gases über den Dichtring 9 in die Niedrigtempe ratur-Kammer 6 vollständig zu verhindern, so daß infolgedes sen der Kühleffekt nicht verbessert werden konnte. Ferner ist es theoretisch zu erwarten, daß gemäß der Darstellung in Fig. 2(a) der entlang der Innenumfangsfläche des Dichtrings 9 mit der Stufenstoßfuge angeordnete blattförmige Aufwei tungsring 10 die Gleitanstoßfläche des Dichtrings 9 gleich mäßig gegen die Innenumfangsfläche des Kühlzylinders 3 drückt, so daß das Austreten des Gases an der Gleitanstoß fläche des Dichtrings verhindert werden kann. In der Praxis ist jedoch selbst dann, wenn der blattförmige Aufweitungs ring 10 mit hoher Genauigkeit bearbeitet ist, die Federkraft nicht ausreichend für ein gleichförmiges Andrücken der Gleitanstoßfläche des Dichtrings 9 gegen die Innenumfangs fläche des Kühlzylinders 3, so daß die Dichtwirkung gering ist.Although the sealing ring 9 was used as described above, it was not yet possible to completely prevent the gas from penetrating through the sealing ring 9 into the low-temperature chamber 6 , so that the cooling effect could not be improved as a result. Furthermore, it is theoretically to be expected that, according to the representation in Fig. 2 (a) arranged along the inner circumferential surface of the sealing ring 9 with the step joint expansion leaf-shaped expansion ring 10, the sliding abutment surface of the sealing ring 9 presses evenly against the inner circumferential surface of the cooling cylinder 3 , so that the escape of the gas on the sliding abutment surface of the sealing ring can be prevented. In practice, however, even if the leaf-shaped expansion ring 10 is machined with high accuracy, the spring force is not sufficient for uniformly pressing the sliding abutment surface of the sealing ring 9 against the inner circumferential surface of the cooling cylinder 3 , so that the sealing effect is low.
Da dabei die Umlauf- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit des Ver drängerkolbens 4 eines Kühlaggregats verhältnismäßig niedrig ist und auch der an dem Dichtring 9 angreifende Differenz druck des Arbeitsgases gering ist, wurde angenommen, daß während der Hin- und Herbewegung des Verdrängerkolbens 4 in dem Zylinder 3 dann, wenn ein "Schweben" bzw. eine berüh rungsfreie Bewegung des Dichtrings 9 in der den Ring aufneh menden Nut hervorgerufen wird, entlang der hinteren Seiten fläche des Dichtrings 9 für das Arbeitsgas ein Durchlaß entsteht, der in dem Zylinder die obere mit der unteren Kammer verbindet. Es wurde dann in Betracht gezogen, daß dann, wenn die Gleitanstoßfläche des Dichtrings 9 gegen die Innenumfangsfläche des Zylinders gepreßt wird und die untere Fläche des Dichtrings 9 gegen die Wandfläche der Nut für den Dichtring gedrückt wird, das Schweben bzw. berührungslose Bewegen des Dichtrings 9 in der Nut verhindert ist, wodurch die Dichtwirkung verbessert werden könnte.Since the circulation or movement speed of the Ver displacer 4 of a cooling unit is relatively low and also the pressure acting on the sealing ring 9 differential pressure of the working gas is low, it was assumed that during the reciprocating movement of the displacer 4 in the cylinder 3 , If a "floating" or a contact-free movement of the sealing ring 9 is caused in the ring receiving the groove, along the rear side surface of the sealing ring 9 for the working gas, a passage is formed, the upper with the lower chamber in the cylinder connects. It was then contemplated that when the Gleitanstoßfläche of the sealing ring 9 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder and the lower surface of the sealing ring 9 is pressed against the wall surface of the groove for the sealing ring, the floating or contact-free moving of the sealing ring 9 is prevented in the groove, which could improve the sealing effect.
Falls beispielsweise eine Schraubenfeder aus gewundenen feinen Drähten dazu verwendet wird, deren radiale und nach außen gerichtete Aufweitungskraft an den Dichtring anzule gen, um dessen freie Bewegung zu verhindern, muß diese Aufweitungskraft so groß sein, daß die die Schraubenfeder bildenden feinen Drähte in den Dichtring einschneiden, was einen Abrieb der Gleitanstoßfläche des Dichtrings zur Folge. hat, wobei es die Verformung des Dichtrings in diametraler Richtung schwierig macht, das vollkommene Anlegen des Dicht rings an die Innenumfangsfläche des Zylinders sicherzustel len, so daß zu dem Austreten des Gases an der Stoßfuge des Dichtrings das Austreten des Arbeitsgases an den nicht in Berührung stehenden Stellen hinzukommt und derart beträcht lich wird, daß die Dichtungsvorrichtung für ein Fluid mit geringem Differenzdruck nicht vorteilhaft ist. D.h., der Dichtring gemäß der genannten Gebrauchsmuster-Veröffentli chung kann nicht in der Praxis eingesetzt werden.For example, if a coil spring is made of coiled fine wires are used, their radial and after to widen the external expansion force on the sealing ring in order to prevent its free movement, it must Expansion force so large that the coil spring cut fine wires into the sealing ring, what abrasion of the sliding abutment surface of the sealing ring. has, it is the deformation of the sealing ring in diametrical Direction difficult, the complete application of the seal to ensure around the inner circumferential surface of the cylinder len so that to the escape of the gas at the butt joint of the Seal the leakage of the working gas at the not in Contact points are added and so considerable Lich that the sealing device for a fluid with low differential pressure is not advantageous. That is, the Sealing ring according to the mentioned utility model publication chung cannot be used in practice.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung stellt im Prinzip eine technische Vorrichtung zum Lösen der vorangehend aufge führten Probleme hinsichtlich der Verbesserung der Dichtwir kung dar, wobei ein Dichtring aus Kunstharzmaterial wie Polytetrafluorethylen mit einem Stoßfugenbereich in Doppel schrägwinkel-Ausführung einschließlich einer doppelt gerun deten und doppelt gestuften Ausführung vorgesehen ist und an der Innenumfangsfläche des Rings eine Abschrägung gebildet ist, an den eine ringförmige Runddrahtfeder mit Aufweitungs fähigkeit angesetzt ist.The sealing device according to the invention is in principle a technical device for solving the above led to problems with improving the seal kung, with a sealing ring made of synthetic resin material such as Polytetrafluoroethylene with a double butt joint area oblique angle version including a double curled deten and double-tiered version is provided and a bevel is formed on the inner peripheral surface of the ring is to which an annular round wire spring with expansion ability is scheduled.
Weiterhin bildet die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung eine technische Vorrichtung zum Verbessern der Eignung zum Einsetzen in den Zylinder und zum Verstärken der Dichtwir kung gemäß den vorangehenden Ausführungen, wobei ein Dicht ring aus einem Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen oder dergleichen mit einem Stoßfugenteil mit Doppelschräg winkelschnitt einschließlich Doppelrundschnitt oder Stufen schnitt vorgesehen ist, an der Innenumfangsfläche des Dicht rings eine Abschrägung geformt ist und an die Abschrägung eine ringförmige Feder mit Rechteckquerschnitt und Aufwei tungsfähigkeit angesetzt ist.Furthermore, the sealing device according to the invention forms a technical device for improving the suitability for Insert in the cylinder and to strengthen the seal kung according to the preceding statements, wherein a seal ring made of a plastic material such as polytetrafluoroethylene or the like with a butt joint part with double slope angular cut including double round cut or steps cut is provided on the inner peripheral surface of the seal is formed around a bevel and attached to the bevel an annular spring with a rectangular cross-section and proof ability is scheduled.
Da die ringförmige Feder Eigenaufweitungsfunktionen hat, wodurch der Dichtring gegen die Innenumfangsfläche des Zy linders sowie auch über die Abschrägung des Dichtrings gegen die Wandfläche der Nut für den Dichtring gedrückt wird, bewegt sich der Dichtring auch dann nicht berührungsfrei bzw. schwebend in der Nut, wenn der Kolben mit niedriger Bewegungsgeschwindigkeit hin- und herbewegt wird und an dem Dichtring ein niedriger Differenzdruck des Gases wirkt, wodurch in Verbindung mit den vorstehend genannten besonders , geformten Stoßfugenbereichen eine starke Dichtwirkung er reicht wird.Since the annular spring has self-expanding functions, whereby the sealing ring against the inner peripheral surface of the Zy Lindner as well as the bevel of the sealing ring against the wall surface of the groove for the sealing ring is pressed, even then the sealing ring does not move without contact or floating in the groove when the piston is lower Movement speed is moved back and forth and on the Sealing ring a low differential pressure of the gas acts, which, in conjunction with the above, particularly, shaped joint areas a strong sealing effect is enough.
Da im einzelnen erfindungsgemäß die ringförmige Runddrahtfe der und der Körper des Dichtrings eine durchgehende Berüh rungsfläche bilden und die ringförmige Runddrahtfeder nicht in den Körper des Dichtrings einschneidet, ist die Federwir kung gleichmäßig. Dies erlaubt eine ziemlich gute Anpassung des Körpers des Dichtrings an die Feder. Da ferner die Kraftkomponenten abhängig von der Neigung der Abschrägung veränderbar sind, kann auf einfache Weise eine Abstimmung der Andruckkraft des Dichtringkörpers gegen die Wandfläche des Zylinders erreicht werden.Since in detail according to the invention the annular Runddrahtfe the and the body of the sealing ring a continuous touch form and the ring-shaped round wire spring not cuts into the body of the sealing ring is the spring wire kung evenly. This allows a pretty good adjustment of the body of the sealing ring to the spring. Furthermore, since Force components depending on the slope of the bevel can be changed, a vote can be made in a simple manner the pressure force of the sealing ring body against the wall surface of the cylinder can be reached.
Da darüberhinaus die Stoßfugenbereiche des Rings die Doppel schrägwinkelform, einschließlich Stoßfugen mit doppelter Rundung oder Stufung haben und das Schweben des Dichtrings in der Nut hierfür verhindert ist, kann die Dichtungsfläche verkleinert und infolgedessen mit sehr geringen Kosten er stellt werden.In addition, the butt joint areas of the ring are double oblique angle shape, including double butt joints Have roundness or gradation and the floating of the sealing ring The sealing surface can be prevented in the groove for this downsized and consequently at very low cost be put.
Da andererseits durch die ringförmige Feder mit dem Recht eckquerschnitt und der Eigenaufweitungsfähigkeit der Dicht ring gegen die Innenumfangsfläche des Zylinders sowie über die Abschrägung an der Innenumfangsfläche des Dichtrings gegen die Wandfläche der Nut für den Dichtring gedrückt wird, bewegt sich der Dichtring in der Nut hierfür selbst. dann nicht berührungsfrei bzw. schwebend, wenn sich der Kolben mit niedriger Geschwindigkeit hin- und herbewegt und an dem Dichtring ein niedriger Differenzdruck des Gases wirkt. Dadurch ist die Dichtwirkung verbessert. Da darüber hinaus im Vergleich zu einer Runddrahtfeder eine starke Aufweitungskraft mit geringer Durchbiegung erreicht werden kann, ist es nicht notwendig, im voraus den freien Außen durchmesser der freien ringförmigen Feder festzulegen, oder es wird niemals der Innendurchmesser der freien ringförmigen Feder größer als der Außendurchmesser des Kolbens, wodurch die Feder auf einfache Weise an den Kolben angesetzt bzw. in den Zylinder eingesetzt werden kann.On the other hand, because of the annular spring with the right corner cross-section and the self-expansion ability of the sealing ring against the inner circumferential surface of the cylinder as well the bevel on the inner circumferential surface of the sealing ring pressed against the wall surface of the groove for the sealing ring the sealing ring moves in the groove itself. then not contact-free or floating if the Piston reciprocates at low speed and a low differential pressure of the gas at the sealing ring works. This improves the sealing effect. Because about it strong compared to a round wire spring Expansion force can be achieved with little deflection can, it is not necessary to advance the free outside Set the diameter of the free annular spring, or it never becomes the inside diameter of the free annular Spring larger than the outside diameter of the piston, which causes the spring attached to the piston in a simple manner the cylinder can be used.
Da im einzelnen erfindungsgemäß die ringförmige Feder mit dem Rechteckquerschnitt und der Körper des Dichtrings eine durchgehende Berührungsfläche bilden, schneidet bzw. greift die ringförmige Feder mit dem Rechteckquerschnitt nicht in den Körper des Rings, wodurch eine gleichmäßige Federwirkung erzielbar ist. Da die erforderliche Aufweitungskraft mit einer geringeren Durchbiegung als bei der ringförmigen Rund drahtfeder aufgebracht werden kann, kann damit eine sehr dehnbare Feder auf zweckdienliche Weise an dem Kolben bzw. in dem Zylinder angebracht werden, ohne daß dabei der Dicht ringkörper beschädigt wird. Since in detail according to the invention the annular spring the rectangular cross section and the body of the sealing ring form a continuous contact surface, cut or grip the annular spring with the rectangular cross section is not in the body of the ring, creating an even spring action is achievable. Because the required expansion force with less deflection than with the circular round wire spring can be applied, can be a very expansible spring on the piston or be installed in the cylinder without losing the seal ring body is damaged.
Infolgedessen kann der Ringkörper gut an die Innenumfangs fläche des Zylinders oder die Wandfläche der Nut für den Dichtring angepaßt werden. Ferner können die Kraftkomponen ten entsprechend dem Neigungswinkel der Abschrägung verän dert werden, so daß auf einfache Weise die Andruckkraft des Ringkörpers gegen die Innenumfangsfläche des Zylinders oder die Wandfläche der Nut für den Dichtring eingestellt werden kann.As a result, the ring body can fit well on the inner circumference surface of the cylinder or the wall surface of the groove for the Sealing ring to be adjusted. Furthermore, the force components change according to the angle of inclination of the bevel be changed, so that the pressing force of the Ring body against the inner peripheral surface of the cylinder or the wall surface of the groove for the sealing ring can be adjusted can.
Da darüberhinaus die Stoßfugenbereiche des Dichtrings durch Doppelwinkel- bzw. Doppelschrägwinkel-Formung gestaltet wer-. den und das Schweben bzw. berührungslose Bewegen des Dicht rings in der Nut hierfür verhindert ist, kann die Dichtungs fläche verkleinert und zu sehr geringen Kosten erstellt werden.In addition, the butt joint areas of the sealing ring Double angle or double helix angle shaping can be designed. the and the floating or contactless movement of the seal is prevented in the groove for this purpose, the seal reduced in size and created at very low cost will.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben, in deren Figuren durchgehend gleiche oder gleichartige Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.The invention is illustrated below with reference to embodiments play described with reference to the drawing ben, in their figures the same or similar throughout Parts are designated by the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Anwendung eines Dichtrings. Fig. 1 shows an example of the use of a sealing ring.
Fig. 2(a) zeigt einen Dichtring nach dem Stand der Technik. Fig. 2 (a) shows a sealing ring according to the prior art.
Fig. 2(b) ist eine perspektivische Teilansicht eines Rings mit einem Stoßfugenbereich, der beiderseits stufenförmig ist. Fig. 2 (b) is a partial perspective view of a ring with a butt joint area which is step-like on both sides.
Fig. 3 ist eine perspektivische Teilansicht eines Rings mit einem Stoßfugenbereich, der durch Doppel schrägwinkel-Schnitt geformt ist. Fig. 3 is a partial perspective view of a ring with a butt joint area, which is formed by double oblique cut.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Dichtungs vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 4 is a sectional view of the sealing device according to a first embodiment.
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung des Vergleichs zwischen einem Ausführungsbeispiel der Dichtungs vorrichtung und einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik hinsichtlich des Gasdurchtritts. Fig. 5 is a graphical representation of the comparison between an embodiment of the sealing device and a device according to the prior art with regard to the gas passage.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Dichtungs vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 6 is a sectional view of the sealing device according to a second embodiment.
Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Dichtungsvor richtung. Da die Anwendungsweise die gleiche wie die gemäß Fig. 1 ist, erübrigt sich eine Erläuterung. Eine Dichtring vorrichtung 11, die in eine für den Dichtring vorgesehene Nut eines Kolbens 4 einsetzbar ist, besteht aus Polytetra fluorethylen (PTFE), das mit einem besonderen Füllmaterial wie Glasfasern oder dergleichen in einem Verhältnis von 20% gemischt ist, und umfaßt einen Körper 12 des Dichtrings, dessen Stoßfugenbereiche durch Doppelwinkel- bzw. Doppel schrägwinkel-Formung bzw. Prismaformung gemäß Fig. 3 gebil det sind. Der Dichtringkörper 12 ist an der inneren Umfangs fläche mit einer Abschrägung 13 versehen. Die Dichtringvor richtung bzw. Dichtungsvorrichtung 11 enthält ferner eine ringförmige Runddrahtfeder 14, die Außweitungsfähigkeit hat und die zum Ansetzen an die Abschrägung ausgebildet ist. Als ringförmige Runddrahtfeder 14 wird beispielsweise eine Rund drahtfeder aus rostfreiem Stahl wie SUS304 oder mit PTFE beschichtetem oder mit einem Schlauch hieraus bedecktem SUS304 verwendet. Selbstverständlich kann irgendein anderes Material verwendet werden, solange es nicht bei niedrigen Temperaturen spröde wird, sondern gute Elastizität hat. Fig. 4 shows an embodiment of the Dichtungsvor direction. Since the mode of application is the same as that according to FIG. 1, an explanation is unnecessary. A sealing ring device 11 , which can be inserted into a groove of a piston 4 provided for the sealing ring, consists of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is mixed with a special filling material such as glass fibers or the like in a ratio of 20%, and comprises a body 12 of the sealing ring, the joint areas of which are formed by double-angle or double oblique-angle shaping or prism shaping according to FIG. 3. The sealing ring body 12 is provided on the inner circumferential surface with a bevel 13 . The Dichtringvor direction or sealing device 11 also includes an annular round wire spring 14 , which has expandability and which is designed to attach to the bevel. As a ring-shaped round wire spring 14 , for example, a round wire spring made of stainless steel such as SUS304 or PTFE-coated or covered with a hose SUS304 is used. Of course, any other material can be used as long as it does not become brittle at low temperatures but has good elasticity.
Durch die Verwendung der ringförmigen Runddrahtfeder 14 kann der Dichtringkörper 12 infolge seiner Elastizität nach unten zu und in radialer Richtung nach außen zu gedrückt werden und somit gegen die Wand der Nut für den Dichtring und die Innenumfangsfläche des Zylinders angedrückt werden. Als Folge davon wird selbst dann, wenn der an dem Kolbenring wirkende Gasdifferenzdruck gering ist und der Kolben 4 mit geringer Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird, der Dicht ringkörper nicht in den berührungsfreien bzw. Schwebezustand versetzt, während die ringförmige Runddrahtfeder 14 nicht in den Dichtringkörper 12 wie die Schraubenfeder nach dem Stand der Technik einschneidet, so daß der Dichtringkörper 12 gut an die Innenumfangsfläche des Zylinders angepaßt werden kann, wodurch die Dichtwirkung außerordentlich hoch wird.By using the annular round wire spring 14 , the sealing ring body 12 can be pressed downwards due to its elasticity and in the radial direction towards the outside and thus pressed against the wall of the groove for the sealing ring and the inner peripheral surface of the cylinder. As a result, even if the gas differential pressure acting on the piston ring is low and the piston 4 is reciprocated at a low speed, the sealing ring body is not put into the non-contact or floating state, while the annular round wire spring 14 is not in the sealing ring body 12 cuts like the coil spring according to the prior art, so that the sealing ring body 12 can be adapted well to the inner circumferential surface of the cylinder, whereby the sealing effect is extremely high.
Dichtungsvorrichtungen gemäß den in Fig. 2(a) und Fig. 4 gezeigten Beispielen, bei denen jedoch die ringförmige Rund drahtfeder in diesem Fall nicht mit PTFE beschichtet war, wurden jeweils an einem Kolben angebracht und der den Kolben enthaltende Zylinder wurde mit flüssigem Stickstoff auf Temperaturen von -100±10°C abgekühlt, wobei der Kolben mit einer Geschwindigkeit von 150 Hüben je Minute hin- und her bewegt wurde. In eine der Kammern wurde Stickstoffgas einge leitet, mit dem der Differenzdruck zwischen den beiden Kam mern an der Dichtungsvorrichtung auf 0,2 bis 2,5 kg/cm2 eingestellt wurde. Dann wurde das Hindurchtreten des Gases über die Dichtungsvorrichtung gemäß dem jeweiligen Beispiel gemessen. Die Meßergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt. Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß das eine Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Dichtungsvorrichtung ergibt, mit der im Bereich niedrigen Differenzdrucks von 0,2 bis 0,5 kg/cm2 eine besonders hohe Dichtwirkung erzielbar ist.Sealing devices according to the examples shown in Fig. 2 (a) and Fig. 4, but in which the annular round wire spring was not coated with PTFE in this case, were each attached to a piston and the cylinder containing the piston was opened with liquid nitrogen Temperatures of -100 ± 10 ° C cooled, the piston was reciprocated at a speed of 150 strokes per minute. Nitrogen gas was introduced into one of the chambers, with which the differential pressure between the two chambers on the sealing device was set to 0.2 to 2.5 kg / cm 2 . Then the passage of the gas through the sealing device was measured according to the respective example. The measurement results are shown in Fig. 5. From Fig. 5 it can be seen that one embodiment of the invention provides a sealing device having the low in the range differential pressure of 0.2 to 0.5 kg / cm 2, a particularly high sealing effect can be achieved.
In der Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Dich tungsvorrichtung gezeigt. Der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Dichtringkörper 12 hat an seiner Innenumfangsflä che Abschrägung 13. Die Dichtringvorrichtung bzw. Dich tungsvorrichtung 11 ist mit einer ringförmigen Feder 14 mit Rechteckquerschnitt und Aufweitungsfähigkeit versehen, wobei die Feder 14 zum Ansetzen an die Abschrägung ausgebildet ist. Die ringförmige Feder 14 kann beispielsweise aus rost freiem Stahl bestehen, wie aus SUS304 oder mit PTFE be schichtetem oder mit einer PTFE-Röhre überzogenem SUS304. Selbstverständlich kann irgendein anderes Material verwendet werden, falls es nicht bei niedrigen Temperaturen spröde wird, sondern gute Elastizität zeigt.In FIG. 6, a second embodiment of the log is shown processing device. The sealing ring body 12 used in this embodiment has chamfer 13 on its inner circumferential surface. The sealing ring device or you device 11 is provided with an annular spring 14 with a rectangular cross-section and expandability, the spring 14 is designed to be attached to the bevel. The annular spring 14 can be made, for example, of stainless steel, such as SUS304 or coated with PTFE or SUS304 coated with a PTFE tube. Any other material can of course be used if it does not become brittle at low temperatures but shows good elasticity.
Die ringförmige Feder 14 mit dem Rechteckquerschnitt kann. auf gleichartige Weise wie die in Fig. 4 gezeigte Feder 14 den Dichtringkörper 12 nach unten und radial nach außen drücken, wodurch auch infolge der Elastizität der Dichtring körper 12 gegen die Wandfläche der hierfür vorgesehenen Nut und die Innenumfangsfläche des Zylinders gedrückt wird. Infolgedessen wird selbst dann, wenn der an dem Dichtring körper wirkende Gasdifferenzdruck niedrig ist und der Kolben 4 mit geringer Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird, der Dichtringkörper 12 nicht in einen Schwebezustand oder berüh rungslosen Zustand versetzt; die ringförmige Feder 14 mit dem Rechteckquerschnitt schneidet nicht wie die als ringför mige Feder nach dem Stand der Technik benutzte Schraubenfe der aus dem dünnen Draht oder infolge eines falschen Einfüh rens in den Zylinder 3 in den Dichtringkörper 12 ein, weil eine starke Durchbiegung für die erforderliche Aufweitung vermieden ist; es ergibt sich daher eine gute Anpassungsfä higkeit des Dichtringkörpers an die Innenumfangsfläche des Zylinders und die Wandfläche der Nut für den Dichtring, wodurch eine beträchtlich hohe Dichtwirkung erreichbar ist.The annular spring 14 with the rectangular cross section can. is thereby also pressed in a similar manner as the spring shown in Fig. 4 14 the seal body 12 downwardly and radially press outward due to the elasticity of the sealing ring body 12 against the wall surface of its groove and the inner circumferential surface of the cylinder. As a result, even when the gas differential pressure acting on the sealing ring body is low and the piston 4 is reciprocated at a low speed, the sealing ring body 12 is not put in a floating or non-contact state; the annular spring 14 with the rectangular cross-section does not cut like the used as a ring-shaped spring according to the prior art, either from the thin wire or as a result of an incorrect insertion into the cylinder 3 in the sealing ring body 12 , because a strong deflection for the required Expansion is avoided; there is therefore a good adaptability of the sealing ring body to the inner peripheral surface of the cylinder and the wall surface of the groove for the sealing ring, whereby a considerably high sealing effect can be achieved.
Es wird eine Dichtungsvorrichtung mit einem Dichtringkörper und einer ringförmigen Feder mit rundem oder rechteckigem Querschnitt angegeben, die an eine Abschrägung des Dicht ringkörpers anzusetzen ist. Der Dichtringkörper hat eine Stoßfuge mit Doppelwinkelschnitt, wozu eine Stoßfuge mit rundem oder stufenförmigem Schnitt zählt.It becomes a sealing device with a sealing ring body and an annular spring with a round or rectangular one Cross-section indicated that a bevel of the seal ring body is to be applied. The sealing ring body has one Butt joint with double-angle cut, for which a butt joint with round or stepped cut counts.
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